Классификация заболеваний презентация

(единичные мутации)

Болезни, вызванные дефицитом
незаменимых соединений
(витамины, минералы)

Болезни с нарушением обмена веществ,
вызванные мутациями и воздействием
окружающей среды
(множественные мутации +
факторы окружающей
среды

Онкологические заболевания
(мутации + воздействие
окружающей среды)

открывший лизоцим (антибактериальный фермент, вырабатываемый у человека ) и впервые выделивший антибиотик пенициллин из плесневых грибов Penicillium notatum .
В 1928 году он обнаружил, что на агаре в одной из чашек Петри с бактериями Staphylococcus aureus выросла колония плесневых грибов. Колонии бактерий вокруг грибов стали прозрачными, поскольку клетки бактерий погибали. Флемингу удалось выделить активное вещество, действующее на бактериальные клетки, это был пенициллин.

продолжили Говард Флори и Эрнст Борис Чейн, разработавшие методы очистки пенициллина. Массовое производство пенициллина было налажено во время Второй мировой войны.
В 1945 Флеминг, Флори и Чейн были удостоены Нобелевской премии в области физиологии и медицины.
В первую очередь благодаря открытию антибиотиков продолжительность жизни в промышленно развитых странах увеличилась почти в 2 раза с 40-44 лет (1940 г.) до 70-72 (1975 г.).

концентрации гемоглобина в крови, чаще при одновременном уменьшении числа эритроцитов (или общего объёма эритроцитов). Без детализации этот термин не определяет конкретного заболевания, то есть анемию следует считать одним из симптомов различных патологических состояний
Классификация основана на механизмах развития анемий как патологического процесса
Железодефицитные анемии — связаны с дефицитом железа
Дисгемопоэтические анемии — анемии, связанные с нарушением кровообразования в красном костном мозге
Постгеморрагические анемии — связанные с кровопотерей
Гемолитические анемии — связанные с повышенным разрушением эритроцитов
В12 и фолиеводефицитные анемии – связанные с дефицитом фолиевой кислоты и цианкобаламида, которые являются коферментами, необходимыми для синтеза гема
Анемии, связанные с мутациями белков, вовлеченных в транспорт кислорода

Fe3+

Протопорфирин

гистидин глобина

О2 связывается с гемом
обратимо

СО

больные c анемией

рО2

рО2

Анемия

Норма

миоглобин

процессы: связывание и перенос кислорода, транспорт электронов, окислительно-восстановительные реакции, синтез ДНК и др. В свободной форме ионы железа токсичны, так как способны служить катализаторами в реакциях, приводящих к образованию свободных радикалов. Поэтому в организме есть специфические белки, связывающие эти ионы:
трансферрин плазмы крови, осуществляющий доставку ионов железа клеткам;
рецептор трансферрина - интегральный мембранный белок, обеспечивающий поглощение комплекса трансферрин-железо,
ферритин - внутриклеточный железодепонирующий белок.

Трансферрин –молекула, переносящая железо в крови.
Отсутствие трансферрина (атрансферринемия), связанное с мутацией его гена, проявляется анемией, скоплением железа в гепатоцитах и сердечной мышце. При гемохроматозе выявлена недостаточность трансферрина и нарушение способности белка к связыванию ионов железа. Дефектом при этом наследственном заболевании человека является изменение структуры гена трансферрина, фенотипически проявляющееся в изменении структуры белка и нарушении его способности к связыванию ионов железа

эритроцит просто не пройдёт через просвет капилляра. В поддержании двояковогнутой формы эритроцита участвует белок спектрин.
При анемии Минковского-Шоффара имеется дефект синтеза данного белка. К тому же происходит нарушение работы Na,K-АТФазы, ввиду чего возникает повышенное поступление натрия и воды в клетку.
Это приводит к тому, что эритроцит приобретает форму сферы и имеет маленький размер. Из-за этого падает способность эритроцита восстанавливать свою структуру после прохождения сосудов, поэтому когда эритроциты проходят межсинусные пространства селезёнки, те из них, что имеют патологическую форму, разрушаются. При наследственном микросфероцитозе эритроцит вместо 120 дней живет всего лишь 10 дней.

структуры гемоглобина (гемоглобин S). Эритроциты, несущие гемоглобин S вместо нормального гемоглобина А, имеют характерную серпообразную форму, за что эта болезнь и получила свое название.
Заболевание вызвано мутацией гена HBB, вследствие чего синтезируется аномальный гемоглобин S, в его молекуле вместо глютаминовой кислоты в β-цепи находится валин. При гипоксии гемоглобин S полимеризуется и образует длинные тяжи, в результате чего эритроциты приобретают форму серпа.
Серповидноклеточная анемия наследуется по аутосомно-рецессивному типу (с неполным доминированием). У носителей, гетерозиготных по гену серповидноклеточной анемии, в эритроцитах присутствуют примерно в равных количествах гемоглобин S и гемоглобин А.
В нормальных условиях у носителей симптомы практически отсутствуют. Они могут появиться при гипоксии (например, при подъёме в горы) или тяжёлой дегидратации организма. У гомозигот по гену серповидноклеточной анемии в крови имеются только эритроциты, несущие гемоглобин S, и болезнь протекает тяжело.
Серповидноклеточная анемия распространена в регионах мира, эндемичных по малярии, причём больные обладают повышенной (хотя и не абсолютной) врождённой устойчивостью к заражению малярийным плазмодием. Повышенной устойчивостью к малярии обладают и гетерозиготы-носители, которые анемией не болеют (преимущество гетерозигот), что объясняет высокую частоту этого аллеля в африканских популяциях

β-цепей. После деоксигенации молекулы гемоглобина S взаимодействуют друг с другом, формируя фибриллы.

Val-6 – точка гидрофобных
контактов

группировок

продуцируемый обкладочными клетками главных (фундальных) желёз слизистой оболочки дна и тела желудка. Это гликопротеин, состоящий из 340 аминокислотных остатков с молекулярной массой 50 000–60 000. Основная функция внутреннего фактора Кастла — обеспечение всасывания  витамина В12 (цианокобаламина), поступающего с пищей, что происходит в тонкой кишке. Комплекс витамина В12 и внутреннего фактора Кастла связывается со специфическими рецепторами клеток слизистой оболочки средней и нижней части подвздошной кишки и поступает в кровь. Только 1% витамина В12 всасывается в желудке без участия внутреннего фактора Кастла. Вследствие уменьшения или прекращения синтеза внутреннего фактора Кастла или при нарушении всасывания комплекса «витамин В12 + внутренний фактор» в организме возникает недостаток витамина В12 и, по причине этого, развивается анемия Аддисона - Бирмера (прогрессирующая пернициозная анемия). Стимуляция секреции внутреннего фактора происходит под влиянием гистамина, гастрина и аналогов ацетилхолина (холиномиметиков), то есть тех же факторов, которые вызывают активацию секреции кислого желудочного сока.
Антитела к внутреннему фактору Кастла, также как антитела к обкладочным клеткам, являются маркерами аутоимунной патологии. Известно два типа антител к внутреннему фактору:
антитела типа  I (блокирующие антитела). Они блокируют участок связывания кобаламина в молекуле внутреннего фактора Кастла, препятствуя его связыванию.
антитела типа II  (связывающие антитела) блокируют другие участки молекулы внутреннего фактора Кастла, которые участвуют в прикреплении комплекса к рецепторам клеток подвздошной кишки; они способны взаимодействовать как со свободным внутренним фактором Кастла, так и с комплексом «витамин В12 + внутренний фактор»

типу (дефектными могут быть два аллеля), в основе которого -снижение синтеза полипептидных цепей, входящих в структуру нормального гемоглобина.
Основной вариант (97%) гемоглобина взрослого человека –гемоглобин А. Это тетрамер, состоящий из двух α-глобинов и двух β-глобинов. 3% гемоглобина взрослых представлено гемоглобином А2, состоящем из двух альфа- и двух дельта-цепей.
Существуют два гена HBA1 и HBA2, кодирующих альфа-цепь, и один HBB-ген, кодирующий бета-цепь. Мутации в генах гемоглобина может привести к нарушению синтеза цепей определённого вида
Tалассемию вызывают точечные мутации или делеции в генах гемоглобина, ведущие к нарушению синтеза РНК, что приводит к уменьшению или полному прекращению синтеза одного из видов полипептидных цепей. Синтез цепей другого вида продолжается. Это приводит к образованию нестабильных полипептидных агрегатов из избыточных цепей, нарушающих нормальное функционирование эритроцитов, и к их разрушению. Повышенный гемолиз эритроцитов вызывает анемию.
В зависимости от того, синтез какого из мономеров нарушен, разделяют альфа- бета- и дельта-талассемию.
Альфа-талассемия распространена в Западной Африке и Южной Азии. Бета-талассемия часто встречается в странах Средиземноморья, Западной Азии и Северной Африки. Это регионы, где распространена малярия. Гетерозиготные носители мутаций в генах альфа- и бета цепей гемоглобина более устойчивы к малярийному плазмодию. Имеются очаги талассемии в Азербайджане, в равнинных районах гетерозиготная бета-талассемия встречается у 7—10 % населения.

обмена веществ и патологиям.
Фенилкетонурия (фенилпировиноградная олигофрения) - наследственное заболевание из группы ферментопатий, связанное с нарушением метаболизма фенилаланина. Сопровождается накоплением фенилаланина и его токсических продуктов, что приводит к тяжёлому поражению центральной нервной системы, проявляющемуся, в частности, в виде нарушения умственного развития.
Основные признаки проявляются с первых недель или месяцев жизни ребенка в случае, если не начато лечение. Это:
очень светлая кожа и голубые глаза (альбинизм);
“ мышиный”, “ затхлый” запах кожи ребенка;
аллергические высыпания на коже: папулы (небольшие бугорки), везикулы (маленькие пузырьки с прозрачным содержимым), покраснение кожи;
вялость, отсутствие интереса к окружающему миру;
судороги;
замедленное физическое и умственное развитие;
нарушение умственного развития (вплоть до идиотии) — развивается как последствие в более позднем возрасте.
Встречаемость -1:10000, однако в некоторых популяциях значительно выше (Ирландия 1:4500; Турция 1:2600;в отдельных цыганских популяциях Словакии 1:40).

как заболевание, ассоциированное с задержкой умственного развития. Успешное лечение впервые было разработано и проведено в Англии (Бирмингемский детский госпиталь) группой медиков под руководством Хорста Биккеля в начале 50-х годов XX века, однако настоящий успех пришёл только после широкого применения ранней диагностики фенилкетонурии по увеличению в 20-30 раз содержания фенилаланина в крови у новорождённых (метод Гатри, разработанный и внедренный в 1958—1961 г).
За это заболевание отвечает ген, ответственный за синтез фенил-4-аланингидроксилазы, и в некоторых случаях гены ответственные за синтез кофермента тетрагидроптерина (злокачественная фенилкетонурия).

снижение или полное отсутствие активности ферментов, катализирующих синтез или распад гликогена.
Гликогенозы обусловлены дефектом ферментов, участвующих в распаде гликогена и обеспечивающие его накопление в печени, сердце, скелетных мышцах, почках, легких и других органах.
При печеночных формах гликогенозов нарушено использование гликогена, что необходимо для поддержания уровня глюкозы в крови. Общий симптом – гипогликемия в постабсорбтивный период (т.е
после прекращения всасывания пищи).
Болезнь Гирке – наследственный дефект глюкозо-6-фосфатазы, фермента, отщепляющего фосфат от глюкозо-6-фосфата, после чего она может выйти в кровоток (как при глюконеогенезе, так и при освобождении глюкозы из гликогена).Проявляется в виде сниженного уровня глюкозы в крови при повышении содержания триацилглицеридов, а также мочевой кислоты и лактата (последнее приводит к ацидозу).Наследуется по аутосомно-рецессивному типу.
Лечение – исключение из диеты продуктов, содержащих глюкозу, а также сахарозу и лактозу
Болезнь Кори – накопление аномального гликогена из-за дефекта фермента амило-1,6-глюкозидазы, который гидролизует гликозидные связи в местах ветвления (гликогенолиз возможен, но в незначительном объеме)
Болезнь Херса - следствие дефекта гликогенфосфорилазы, вследствие чего в печени накапливается гликоген нормальной структуры.

желудка и двенадцатиперстной кишки рубцуются почти в 100% случаев, когда уровень внутрижелудочного рН>3 поддерживается не менее 18 часов в сутки (правило Бурже)

пептидазу пепсиноген

100

агрессии для клеток эпителия, как желудка, так и пищевода
Слабокислая среда (рН 3-4) оптимальна для размножения и развития Helicobacter pylori, микроорганизма, который является важным фактором, индуцирующим развитие язвы и рака желудка

необходима для:
1. создания стерильной среды
2. активации пепсина
3. денатурации белков
3. улучшения всасывания определенных
соединений( В12, кальций, железо)

соединение с
соседней эпителиальной
клеткой

Полость железы

секреции поверхность апикальной мембраны увеличивается в 100 и более раз за счет образования секреторных канальцев

антителами

мембраны, участвующие в секреции НСl
1. Н,K-насос (протонный)
2. К-канал
3. Сl-канал

кислота)

H2O+CO2→H++HCO3-

карбоангидраза

Переносчик
базолатеральной мембраны
НСО3/Cl обменник
Фермент цитоплазмы
карбоангидраза

Cl

-

аминокислот.
Белковая цепь 10 раз пересекает мембрану, образуя трансмембранную часть
белка и цитоплазматическую часть. Трансмембранные части формируют канал и шлюзовую камеру, через которую проходят сначала H , а затем - К

+

+

Эндокринная
клетка

гастрин

ЭХП-
клетка

ацетилхолин

париетальная
клетка

гистамин

бомбезин

HCl

Нервные
окончания

ацетилхолин

нестабильность эффекта

Формирование толерантности*

Синдром отмены (рикошетная вспышка)*

* Связано с увеличением синтеза рецепторов

антиподов (энантиомеров), одна молекула является
зеркальным отражением другой

(париет)

Sachs G. et al. (2006) Alim. Pharm.& Therap.23, S2, 2-22.

пиридин

бензимидазол

(делает
молекулу заряженной и
индуцирует циклизацию)

2. Циклизация (устраняет хиральность атома S)

В + Н ВН

+

+

слабое основание (рК1)

S)

3. Модификация SH-групп
белков протонного насоса

S-насос

для его активности SН-группы. Все ИПП связываются с SH-группой цистеина 813, ингибирование насоса коррелирует с модификацией именно этой SH-группы. Кроме того, омепразол и эзомепразол реагируют с цистеином 892, а пантопразол и рабепразол – с цистеином 822

Полость канальца

мембрана

мембрана

Cys813

Молекула
протонного насоса

ИПП

в кровь
2. Прохождение в незаряженном виде через мембраны
париетальной клетки в секреторные канальцы
3. Протонирование и концентрирование в канальцах
4. Внутримолекулярная перестройка (образование циклического
сульфенамида)
5. Образование ковалентной S-S-cвязи с SH-группой Н,К-насоса и его ингибирование

+

+

+

+

+

+

+

1

2

3,4

кровь

париетальная клетка

канальцы

Н+

+

S

S

5

ингибитора определяется его концентрацией в крови и временем присутствия в крови, то есть, непосредственно зависит от площади под кривой (AUC)

Эффект = [RI] = K [R] [I]

Cвязь между рецептором и Н2-блокатором легко разрушается при снижении его концентрации

R

R

R

концентрация

время

AUC

2 концентрация комплекса
PI ( то есть эффект) не зависит от концентрации
ингибитора,блокада продолжается, невзирая на
снижение концентрации ИПП в крови

Действие необратимых ингибиторов протонного
насоса длится до тех пор, пока молекула насоса
не подвергнется внутриклеточному протеолизу.
Время полужизни Н,К-насоса человека около 40 ч.

препарата параметр 1 (AUC) зависит от активности изоформы оксидазы (цитохрома Р-450, СУР), обеспечивающей окисление, а значит и последующее выведение из организма определенного гидрофобного соединения (в данном случае сульфенамида). Существует несколько изоформ Р-450, обеспечивающих выведение из организма 90% лекарственных препаратов. Это CYP 1А2, CYP 2С9, CYP 2С19, CYP 2 D 6, CYP 2E1, CYP 3A4. Модификация ИПП осуществляется двумя изоформами CYP 2С19 и CYP 3A4.

Структура растворимой оксидазы
(цитохрома Р-450) из P. рutida

пило́ри, более правильная транскрипция — ге́ликоба́ктер пило́ри) — спиралевидная грамотрицательная бактерия, которая инфицирует различные области желудка и двенадцатиперстной кишки. Многие случаи язв желудка и двенадцатиперстной кишки, гастритов, дуоденитов, и, возможно, некоторые случаи лимфом желудка и рака желудка этиологически связаны с инфицированием Helicobacter pylori. Однако у многих инфицированных носителей Helicobacter pylori не обнаруживается никаких симптомов заболевания.

Робином Уорреном, который затем провёл дальнейшие исследования её вместе с Барри Маршаллом, начиная с 1981 года. Уоррену и Маршаллу удалось выделить и изолировать этот микроорганизм из проб слизистой оболочки желудка человека. Они также были первыми, кому удалось культивировать этот микроорганизм на искусственных питательных средах. Уоррен и Маршалл высказали предположение, что большинство язв желудка и гастритов у человека вызываются инфицированием микроорганизмом Helicobacter pylori, а не стрессом или острой пищей, как предполагалось ранее.

пришло лишь после проведения дополнительных исследований. Один из наиболее убедительных экспериментов в этой области был поставлен Барри Маршаллом: он сознательно выпил содержимое чашки Петри с культурой бактерии H. pylori, после чего у него развился гастрит. Бактерия была обнаружена в слизистой его желудка, тем самым были выполнены три из четырёх постулатов Коха.
Четвёртый постулат был выполнен, когда на второй эндоскопии, спустя 10 дней после преднамеренного заражения, были обнаружены признаки гастрита и присутствие H. pylori.
Затем Маршалл сумел продемонстрировать, что он в состоянии излечить свой хеликобактерный гастрит с помощью 14-дневного курса лечения солями висмута и метронидазолом.[Маршалл и Уоррен затем пошли дальше и сумели показать, что антибиотики эффективны в лечении многих, если не большинства, случаев гастрита и язв желудка и двенадцатиперстной кишки
В 2005 годуВ 2005 году первооткрыватели медицинского значения бактерии Робин УорренВ 2005 году первооткрыватели медицинского значения бактерии Робин Уоррен и Барри МаршаллВ 2005 году первооткрыватели медицинского значения бактерии Робин Уоррен и Барри Маршалл были удостоены Нобелевской премии по медицине

кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК размером 1667867 пар оснований\, и содержит 1630 генов, из которых 1576 кодируют. Геном штамма «J99» представлен кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК размером 1643831 пар оснований, и содержит 1535 генов, из которых 1489 кодируют белки. Два изученных штамма демонстрируют значительные генетические различия, до 6 % нуклеотидов у них различны.
Изучение генома H. pylori ведётся в основном с целью улучшить наше понимание патогенеза гастритов и язвенной болезни желудка, причин способности этого микроорганизма вызывать заболевание. На данный момент в базе данных генома H. pylori 62 гена отнесены к категории «патогенных генов» (то есть их наличие у бактерии коррелирует с её патогенностью). Оба изученных штамма имеют общий «остров патогенности» (общую последовательность генов, имеющих отношение к вирулентности и патогенности хеликобактера) длиной около 40 Кб, так называемый Cag. Этот участок содержит более 40 генов. Он обычно отсутствует у штаммов, которые выделены от людей, являющихся бессимптомными носителями H. pylori.
Ген cagA кодирует один из важнейших белков вирулентности H. pylori. Штаммы, имеющие ген cagA ассоциированны со способностью вызывать тяжёлые формы язвы желудка. Ген cagA кодирует белок длинной 1186 аминокислотных остатка. Этот белок транспортируется внутрь клеток, где он нарушает нормальное функционирование цитоскелета. Остров патогенности Cag состоит из примерно 30 генов, кодирующих сложную систему секреции типа IV.
После адгезии H.pylori на клетках эпителия желудка, cagA впрыскивается в клетку посредством системы секреции типа IV. Белок cagA фосфолирируется тирозиновыми протеинкиназами клетки и взаимодействует с фосфатазой Src, изменяя морфологию клеток.Вирулентные штаммы H. pylori способны активировать рецептор эпидермального фактора роста (epidermal growth factor receptor, EGFR), мембранный белок с тирозинкиназным доменом. Активация EGFR H. pylori ассоциирована с изменением перпдачи сигнала и изменением профиля экспрессии генов клетки хозяина, что может влиять на течение патологического процесса.

использовать сочетание двух лекарств?
Антибиотики действуют против делящихся бактерий, ингибируя их рост и размножение. В кислой среде желудка бактерии не размножаются. Ингибиторы протонного насоса снижают кислотность в желудке, что способствует размножению бактерий

рака умирает около 8 миллионов человек, от заболеваний, вызванных бактериями – около 80 миллионов.
Широкое и часто бесконтрольное использование антибиотиков приводит к возникновению реpистентности к ним, т.е. к появлению штаммов которые не погибают от действия антибиотиков. Это вызвано в первую очередь мутациями в участках связывания антибиотиков в рибосомах и к индукции синтеза пермеаз - транспортных АТФаз АВС- типа, которые выбрасывают антибиотики и другие лекарственные соединения из клетки.
Как решить эту проблему?

хозяина (человека)
В теле одного человека живет около сотни триллионов бактерий, т.е. на одну клетку тела хозяина приходится около 10 клеток микроорганизмов.
В течение жизни видовой состав микроорганизмов существенно изменяется.
Сообщества микроорганизмов или микрофлора, находятся в тесном взаимодействии с нашим организмом. Они могут способствовать нашей жизнедеятельности, либо вызвать заболевания.
В основном микроорганизмами заселены кишечник, полость рта, дыхательные пути, кожные покровы и мочеполовая система. В связи с этим они играют важную роль в поддержании иммунитета, обмена веществ, пищеварения и других функций
Цель проекта Микробиом человека - охарактеризовать все микробы, присутствующие в организме человека, для чего ученые взяли образцы тканей из 15 мест на теле 129 мужчин и из 18 мест у 113 женщин. Все добровольцы - здоровые люди в возрасте от 18 до 40 лет - предоставили по три образца слизистой с внутренней стороны щек, носа, кожи за ухом и локтевого сгиба, а также фекальные пробы. Результаты показывают, что в человеческом организме обитает свыше 10 тысяч видов различных микробов, к 22000 генов, кодирующих белки, обеспечивающие метаболизм человека, еще около 8 млн. уникальных генов микроорганизмов.
У здорового человека, как у тех 242 взрослых американцев, которые добровольно прошли тестирование в проекте, эти патогенные микроорганизмы в небольших количествах сосуществуют с полезными микробами, которые не дают им размножаться.

частности, кишечные микробные сообщества, отличающиеся низким разнообразием, связаны с ожирением, воспалительными заболеваниями кишечника и ревматоидным артритом
Более поздние этапы жизни человека, как правило, характеризуются большим разнообразием микробных сообществ кишечника. По крайней мере, это справедливо для здоровых пожилых людей; пониженное разнообразие микробиомов обычно ассоциируется со стационарными больными и худшими последствиями для здоровья
Дети, в раннем периоде жизни контактирующие с микрорганизмами, имеют меньшие шансы на получение аллергических реакций<
Показана связь между развитием тучности и составом микробиома кишечника, прослеживается также его связь с развитием атеросклероза
Итак, будущее здравоохранения связано не только с развитием фармакологии, но и с развитием связи между микробиомом и его хозяином